浅析绿色制造在船舶结构中的设计和应用

吴铭

【摘 要】本篇文章首先对绿色船舶制造的基本含义进行概述，其次从框架设计、节能设计、材料设计、标准化设计等多个方面入手，对绿色制造在船舶结构中的设计进行解析，并结合绿色船舶具备的主要特性，提出绿色制造在船舶结构中的应用。

【关键词】绿色制造；船舶结构；设计

中图分类号： U671 文献标识码： A 文章编號： 2095-2457（2018）16-0016-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.007

【Abstract】In this article，the basic meaning of green shipbuilding is summarized. Secondly，the design of green manufacturing in ship structure is analyzed from the aspects of frame design， energy saving design，material design and standardized design.Finally，combined with the main characteristics of green ships，the application of green manufacturing in ship structure is proposed.

【Key words】Green manufacturing； Ship structure； Design

生产制造是现代社会人类获取更多经济效益的主要方式，同时也能给人们提供更多的财富。但在此环节中，除了可以给人们提供理想的效益之外，还会造成有限资源的大量消耗，给人们赖以生存的生态环境带来不利影响，从而成为现阶段生态破坏的根本因素之一。众所周知，在进行船舶制造的过程中，会消耗大量能源，同时会给周围环境带来严重污染。为了给人们营造良好的生态环境，就要把绿色制造理念运用到船舶制造中，在减少能源消耗的基础上，提升制造效率和水平。通过对绿色制造在船舶结构中设计和应用的探究，便于研发出具备创新特性的技术，为绿色船舶事业的健康发展营造良好条件，实现绿色制造领域的稳定发展。

1 绿色船舶制造的基本概述

在对绿色船舶制造有所认识之前，首先需要对绿色船舶含义加以界定，其和船舶绿色制造之间存在较强的联系性。所谓的绿色船舶主要指，其在全寿命周期中，涉及了设计、制造、运营等环节，借助现代化技术，能够更好的迎合用户功能以及应用需求，同时达到减少能源消耗，降低对周围生态环境的影响，还能对劳务提供者、制造者以及应用者提供良好的产品。从某种角度来说，船舶绿色制造的含义就是在绿色船舶的条件下形成的。而船舶绿色制造主要指，为了促进绿色船舶目标的落实，在进行船舶绿色制造时，尽量把对环境的影响降至最低，减少产生污染物的数量，提升废弃物以及有限资源的应用效率，以此促进船舶制造事业整体效益和水平的提升[1]。

船舶作为一项特护产品，其运营周期结束过程中通常无需回原船厂进行拆解，因此要想实现绿色船舶的制造，就要把工作重心放置在绿色船舶制造方面。在进行绿色船舶制造的过程中，其核心标准在于绿色船舶设计、制造、服务以及退役等全生命周期，对其经济效益、社会效益等因素进行全面思考，尽可能减低对周围环境的影响，减少能源的消耗，提升有效资源的应用效率，极大限度的提升船舶制造的环保性和节能性。

2 绿色船舶具备的主要特性

2.1 现代性

绿色船舶的术要求相对严格，现代化技能的应用可以保证绿色船舶的时效性，以此在进行绿色船舶制造过程中，需要把现代化技术运用其中，使其具备较为显著技术性和现代性。技术性和现代性需要在进行船舶设计以及制造过程中，应用的相关技术可以保障船舶具备较强的时效性和安全性，满足国家有关标准，保证绿色船舶制造产品含有较强的市场竞争优势。

2.2 合理性

船舶事业为了能够实现长远发展，需要对其经济效益充分注重，因此，在进行绿色船舶制造的过程中，须重视成本核算，注重船舶应用周期以及成本[2]。只有做好绿色船舶制造成本的把控工作，才能保证设计的应用价格更满足客户心理价位，以此确保绿色船舶含有较强的预期价值，同时保障绿色船舶可以创造更好的效益。

2.3 环保性

绿色船舶自身含有一定的节约性和环保性，这些特性将会在绿色船舶整个生命周期中进行体现，因此，在生命周期各个环节中，环保特性均需根据实际情况加以科学设定，以此让绿色船舶更具备环境协调特性。

3 绿色制造在船舶结构中的设计

3.1 框架设计

针对绿色船舶结构设计来说，应该全面实现船体框架的优化，在对能源和资源应用情况进行思考的基础上，结合船舶框架以及规模加以科学设定，尽量提高船舶运行效率，保证船舶运行的平稳度，提升船舶承载能力，确保船舶运行安全[3]。

3.2 节能设计

鉴于绿色船舶节能设计，首先，应该给予新型能源开发和应用充分注重，例如全面应用风能、太阳能等，将新型能源在船舶节能设计中的效果充分激发。其次，可以选择提升促进优化的方式，例如寻找具备高效性以及节能性的优化推行形式，促进优化推动效果的提升。此外，注重燃油材料应用效率，例如应用现代化燃油应用技术，保证燃油的高效应用，以此达到节能的目的。最后，重视能源循环应用技术，例如回收废弃再利用技术以及分离废弃物再利用技术等，从而起到绿色船舶节能设计的优化和完善。

3.3 材料设计

3.3.1 涂装材料

在我国原始船舶制造领域中，应用的涂装材料将会给水源以及生态环境等带来严重影响，其通常会对涂装钢材料进行前期处理，之后将处理完毕的钢材料进行再次涂装。由于涂装处理流程含有较强的复杂性，并且能源消耗以及环境影响比较严峻，所以，在进行绿色船舶设计的过程中，尽可能减少原始涂装材料的应用，并把现代化涂装技术运用其中，选择具备环保特性的涂装，把涂装材料对生态环境以及水源的影响降至标准范围内，以此达到绿色船舶结构设计的效果。涂装施工流程见上图1。

3.3.2 焊接材料

在我国船舶事业中，应用的原始焊接材料中存在大量的助焊药剂，并且助焊药剂往往需要在高温环境下进行，将会使得部分有害气体挥发到空气中，给施工人员的身体造成一定影响，并导致环境污染。而在绿色制造理念的作用下，在进行绿色船舶结构设计的过程中，选择的焊接材料应該具备低烟低毒特性，并应用现代化的焊接方式和工艺，将焊接材料自身的作用和功效充分发挥[4]。

3.3.3 绝缘材料

在我国船舶工作中，应用的传统绝缘材料的过程中，一般以玻璃棉、矿棉等材料为主，这些传统绝缘材料在舍弃之后，无法全面处理和降解，给周围土壤以及水源等带来严重影响。因此，不可在绿色船舶设计中运用该项绝缘材料。在绿色船舶绝缘材料选择的过程中，应该注重对绝缘材料环保性以及技术性的思考，尽量选择现代化环保绝缘材料，以保证船舶工程框架满足绿色环保设计需求。

3.4 标准化设计

绿色船舶所应用的标准化设计可以实现船体结构的规范和优化。在船舶工程应用零部件选择的过程中，需要根据相关标准来实现，以此防止选择材料存在失误，造成不必要的经济损失。同时，标准性的零部件材料能够将其自身作用充分激发，促进材料之间的链接，提升资源的应用效率，达到节能环保的目的。

3.5 模块化设计

通过对绿色船舶开展模块化设计工作，可以有效提高工作水平和效率。模块化设计能够防止逐件分装工作中消耗大量的人力资源以及物力资源，实现物尽其用，同时还能减少噪音污染，促进设备以及材料的更新，更好的实现现有资源的整合和完善，达到绿色船舶设计节能环保的效果。

4 绿色制造在船舶结构中的应用

4.1 合理选择对应的加工工艺

首先，全面应用净成形加工技术。在当前净成形加工技术全面发展的背景下，净成形加工技术的运用可以更好的生产和研发出和零部件形状功能相迎合的产品，在该技术的作用下，可以防止能源的大量消耗，降低对资源的应用[5]。所以，在绿色船舶制造的过程中，需要给予净成形加工技术应用高度注重，以此保证绿色船舶制造的环保性和节能性。其次，科学运用干式加工技术。所谓的干式加工技术也就是在防止添加冷却剂的状况下实现加工生产的技术。在该加工技术的作用下，不但能够从基础上将冷却剂应用环节中存在的各项问题进行处理，同时还能简化制造流程，减少加工成本投放。所以，干式加工技术得到了绿色船舶制造的广泛应用和推广。在干式加工技术的作用下，可以简化绿色船舶制造流程，减少能源应用，降低对周围生态环境的影响。

4.2 加强焊接工艺的选择

首先，高性能焊接电源的选择。近几年，随着我国科学技术的快速发展，焊接电源也呈现出节能特性，高性能焊接电源和原始电源进行比较，不管是在环保性能方面，还是在节能方面，均具备较强的优势。同时高性能焊接电源可以和信息技术相结合，给予高性能焊接电源信息化以及现代化特性，使焊接工作更加精准，获取理想的焊接效果。其次，高性能焊接设备的运用。焊接设备作为绿色船舶制造中的核心要素，对设备合理选择和应用非常重要。因高性能焊接设备自身含有较大的节能性和环保性，焊接效果较为理想，进而得到了绿色船舶制造的广泛应用，可以更好的迎合绿色船舶制造节能需求。最后，高性能焊接工艺的运用。焊接工艺对焊接效果起到了决定作用，在绿色船舶制造中所采用的焊接工艺需进行理选择，以便保证船舶制造整体效果。针对高性能焊接工艺来说，其可以提高焊接效果，简化焊接流程，降低对能源的应用，因此高性能焊接工艺在绿色船舶制造中应用较为普遍，可以有效保证船舶制造的绿色环保特性。

4.3 保证涂装工艺应用的绿色性

首先，绿色环保涂料的选择。在进行绿色船舶制造时，涂料选择非常重要，其直接影响着船舶制造的环保特性和标准。因此，要想实现对涂装数量的把控，应该科学选择厚膜型，在底漆选择时应该具备万能特性。通过应用简化涂装流程，促进涂装水平的提升，进而更好满足船舶制造节能环保需求。其次，保证环保作业的全面性和高效性。绿色船舶制造应该把绿色环保理念贯彻其中，结合船舶制造模块化制造，注重涂装工艺设计，实施涂装工艺动态修整，在绿色环保涂装工艺的作用下，达到船舶涂装工作的环保效果[6]。

5 结束语

总而言之，绿色船舶设计和制造能够从基础上减少能源的消耗，降低对生态环境的影响。通常情况下，船舶绿色标准展现在船舶应用寿命周期上，秉持环保、节能的标准，运用现代化技术，在将船舶自身功能充分激发的状况下，实现绿色船舶设计和制造的环保性和节能性。

【参考文献】

[1]翁方勇，王奇，祝林.绿色制造工艺在船舶结构中的设计及应用[J].交通节能与环保，2018，14（01）：19-21.

[2]王琦，曾向明.绿色船舶的概念及关键技术[J].中国水运（下半月），2017，17（12）：8-9.

[3]中国造船需要绿色制造[J].广东造船，2017，36（05）：10.

[4]吕龙德.绿色造船绕不开的华山一条道[J].广东造船，2017，36（05）：11-13.

[5]李奇楠.船舶绿色制造标准体系构建研究[J].中国标准化，2017（05）：86-91.

[6]徐宁.船舶制造的绿色制造技术分析[J].珠江水运，2017（01）：88-89.